package com.zs.letcode.illustration_of_algorithm;

import java.util.Comparator;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.PriorityQueue;

/**
 * 剑指 Offer 59 - I. 滑动窗口的最大值
 * 给定一个数组 nums 和滑动窗口的大小 k，请找出所有滑动窗口里的最大值。
 * <p>
 * 示例:
 * <p>
 * 输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 k = 3
 * 输出: [3,3,5,5,6,7]
 * 解释:
 * <p>
 * 滑动窗口的位置                最大值
 * ---------------               -----
 * [1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 * 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 * 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 * 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 * 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 * 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7
 *
 * <p>
 * 提示：
 * <p>
 * 你可以假设 k 总是有效的，在输入数组不为空的情况下，1 ≤ k ≤输入数组的大小。
 * <p>
 * 注意：本题与主站 239 题相同：https://leetcode-cn.com/problems/sliding-window-maximum/
 * <p>
 * 相关标签
 * 队列
 * 滑动窗口
 * 单调队列
 * 堆（优先队列）
 * <p>
 * Java
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 作者：Krahets
 * 链接：https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/58o46i/
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
 *
 * @author madison
 * @description
 * @date 2021/8/10 18:29
 */
public class Chapter9 {
    public static void main(String[] args) {

    }

    private class Solution {
        public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
            if (nums.length == 0 || k == 0) return new int[0];
            Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
            int[] res = new int[nums.length - k + 1];
            for (int j = 0, i = 1 - k; j < nums.length; i++, j++) {
                // 删除 deque 中对应的 nums[i-1]
                if (i > 0 && deque.peekFirst() == nums[i - 1]) {
                    deque.removeFirst();
                }
                // 保持 deque 递减
                while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[j]) {
                    deque.removeLast();
                }
                deque.addLast(nums[j]);
                // 记录窗口最大值
                if (i >= 0) {
                    res[i] = deque.peekFirst();
                }
            }
            return res;
        }

        // 可以将 “未形成窗口” 和 “形成窗口后” 两个阶段拆分到两个循环里实现。代码虽变长，但减少了冗余的判断操作。
        public int[] maxSlidingWindow1(int[] nums, int k) {
            if (nums.length == 0 || k == 0) return new int[0];
            Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
            int[] res = new int[nums.length - k + 1];
            // 未形成窗口
            for (int i = 0; i < k; i++) {
                while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i])
                    deque.removeLast();
                deque.addLast(nums[i]);
            }
            res[0] = deque.peekFirst();
            // 形成窗口后
            for (int i = k; i < nums.length; i++) {
                if (deque.peekFirst() == nums[i - k])
                    deque.removeFirst();
                while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i])
                    deque.removeLast();
                deque.addLast(nums[i]);
                res[i - k + 1] = deque.peekFirst();
            }
            return res;
        }

        /**
         * 方法一：优先队列
         */
        public int[] maxSlidingWindow2(int[] nums, int k) {
            if (nums.length == 0 || k == 0) return new int[0];
            int n = nums.length;
            PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o1[0] != o2[0] ? o2[0] - o1[0] : o2[1] - o1[1]);
            for (int i = 0; i < k; i++) {
                pq.offer(new int[]{nums[i], i});
            }
            int[] ans = new int[n - k + 1];
            ans[0] = pq.peek()[0];
            for (int i = k; i < n; i++) {
                pq.offer(new int[]{nums[i], i});
                while (pq.peek()[1] <= i - k) {
                    pq.poll();
                }
                ans[i - k + 1] = pq.peek()[0];
            }
            return ans;
        }

        /**
         * 方法二：单调队列
         */
        public int[] maxSlidingWindow3(int[] nums, int k) {
            if (nums.length == 0 || k == 0) return new int[0];
            int n = nums.length;
            Deque<Integer> deque = new LinkedList<Integer>();
            for (int i = 0; i < k; ++i) {
                while (!deque.isEmpty() && nums[i] >= nums[deque.peekLast()]) {
                    deque.pollLast();
                }
                deque.offerLast(i);
            }

            int[] ans = new int[n - k + 1];
            ans[0] = nums[deque.peekFirst()];
            for (int i = k; i < n; ++i) {
                while (!deque.isEmpty() && nums[i] >= nums[deque.peekLast()]) {
                    deque.pollLast();
                }
                deque.offerLast(i);
                while (deque.peekFirst() <= i - k) {
                    deque.pollFirst();
                }
                ans[i - k + 1] = nums[deque.peekFirst()];
            }
            return ans;
        }
    }
}
